Zug | EUROLAB

Was ist Zugversuch?

Der Zugversuch ist der grundlegende mechanische Test, bei dem eine Probe mit kontrollierter Geschwindigkeit einachsig gezogen und dabei ihr Kraft-Dehnungs-Verhalten gemessen wird. Aus der resultierenden Kurve werden Streckgrenze, Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und Bruchdehnung berechnet.

Zweck von Zugversuch

Der Zweck besteht darin, die Festigkeit und Verformungsfähigkeit des Materials unter Last numerisch zu bestimmen und als Input für die Materialabnahme, Prozessverifizierung und Konstruktionsberechnungen zu dienen.

Bei welchen Produkten wird Zugversuch angewendet?

Metallhalbzeuge wie Bleche, Profile, Stangen und Rohre
Schweißverbindungen
Kunststoff- und Verbundproben
Draht und Seil
Klebstoffe und Verbindungselemente

In welchen Branchen wird Zugversuch eingesetzt?

MetallStahlMaschinenIndustrieausrüstungKunststoffe

Normen zu Zugversuch

ISO 6892-1
ISO 527-1
ISO 527-2
ASTM E8
ASTM D638

Prüfbedingungen für Zugversuch

Testgeschwindigkeit: Dehnungs- oder Spannungsgeschwindigkeitskontrolle gemäß Norm; Methoden A/B sind in ISO 6892-1 definiert
Umfeld: Raumtemperatur (23 °C ± 5 °C) oder hohe/niedrige Temperatur gemäß Spezifikation
Messlänge: Proportionale oder nichtproportionale Messlänge entsprechend der Probengeometrie
Kunststoffe: Konditionierung bei 23 °C / 50 % relative Luftfeuchtigkeit für ISO 527

Prüfgerät für Zugversuch

Universelle Zug-Druckprüfmaschine
Kraftaufnehmer (kalibrierte Wägezelle)
Extensometer oder Video-Extensometer
Spannzeuge und Probenbefestigungsvorrichtungen
Bei Bedarf Temperaturkammer

Probenanforderungen für Zugversuch

Bei Metall eine der Norm entsprechende Probe mit rundem oder rechteckigem Querschnitt
Für Kunststoff eine Zugstange nach ISO 527-2 Typ 1A/1B
Im Allgemeinen mindestens drei Exemplare pro Satz
Die Probenoberfläche muss frei von Kerben und Bearbeitungsschäden sein

Dauer von Zugversuch

Die Prüfung einer einzelnen Probe dauert in der Regel einige Minuten. Zusammen mit der Probenvorbereitung, Konditionierung und Berichterstellung beträgt die typische Zeit für einen Satz einen halben bis einen Arbeitstag.

Ablauf von Zugversuch

1Die Proben werden gemäß der in der Norm definierten Geometrie vorbereitet und ihre Abmessungen werden aufgezeichnet.
2Bei Bedarf werden die Proben bei der definierten Temperatur und Luftfeuchtigkeit konditioniert.
3Die Probe wird axial in den Spannzeugen befestigt und der Dehnungsaufnehmer montiert.
4Die Spannung wird mit der definierten Geschwindigkeit ausgeübt; Kraft und Dehnung werden kontinuierlich aufgezeichnet.
5Die Belastung bricht weiter; Ort und Typ des Bruchs werden aufgezeichnet.
6Es werden Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnungswerte berechnet.

Annahmekriterien für Zugversuch

Das Akzeptanzkriterium ist in der Material- oder Produktnorm angegeben; Sie wird typischerweise als Mindeststreckgrenze, Mindestzugfestigkeit und Mindestbruchdehnung definiert. Das Kriterium liegt in der Spezifikation, nicht im Test selbst.

Auswertung der Ergebnisse

Die Ergebnisse werden pro Probe und als festgelegter Durchschnitt ausgewertet. Proben, die außerhalb der Messlänge oder innerhalb der Klemmen brechen, können als ungültig betrachtet werden. In diesem Fall wird der Test wiederholt.

Prüfbericht zu Zugversuch

Angewandte Norm und Revision
Probengeometrie und -abmessungen
Testgeschwindigkeit und Umgebungsbedingungen
Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnungswerte
Kraft-Dehnungs-Kurve und Bruchart

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Mekanik Testler — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Zugversuch gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Mechanische Prüfungen messen, wie sich ein Werkstoff oder ein Bauteil unter Krafteinwirkung verhält. Die Familie reicht von statischer Belastung (Zug, Druck, Biegung) über zeitabhängiges Verhalten (Ermüdung, Kriechen) bis zu Härte und Verschleiß sowie Bruchzähigkeit.

Das gemeinsame Merkmal dieser Prüfungen ist, dass das Ergebnis als WERKSTOFFEIGENSCHAFT ausgewiesen wird. Streckgrenze oder Härte sind keine Konformitätsentscheidung; sie sind Zahlenwerte, mit denen Konstruktion und Produktnorm verglichen werden. Mechanische Prüfberichte sind daher meist Eingangsgröße für eine technische Entscheidung und nicht für eine Produktzulassung — Werkstoffauswahl, Sicherheitsfaktor, Lebensdauervorhersage.

Die Unterscheidung zwischen statischem und dynamischem Verhalten ist der Schlüssel zum Verständnis des Bereichs. Ein Bauteil kann unter statischer Last völlig unbelastet erscheinen und dennoch unter wiederholter Belastung brechen; der Ermüdungsbruch tritt bei Spannungen weit unter der Streckgrenze auf und gibt keine Vorwarnung. Bei rotierenden, schwingenden oder zyklisch belasteten Bauteilen ist eine Zugprüfung allein daher kein ausreichender Nachweis.

Die Prüfbedingungen bestimmen das Ergebnis, und dies ist entscheidend für die Lesbarkeit des Berichts: Probengeometrie, Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur, Konditionierung und Einspannanordnung. Derselbe Werkstoff liefert unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Werte. Bei Kunststoffen ist der Geschwindigkeitseffekt sehr ausgeprägt, bei Metallen der Temperatureffekt; bei Verbundwerkstoffen verändert die Probenausrichtung das Ergebnis vollständig.

Härte ist die am häufigsten missbrauchte Messgröße in diesem Bereich. Da sie schnell, nahezu zerstörungsfrei und kostengünstig ist, wird sie oft anstelle der Festigkeit verwendet. Umrechnungstabellen von Härte zu Festigkeit existieren, sind aber NÄHERUNGSWEISE und hängen von der Werkstoffgruppe ab; sie als einziges Beweismittel bei der Werkstoffabnahme zu verwenden, ist falsch.

Der Bereich der Bruchmechanik erfordert eine besondere Kompetenz. Messungen der Bruchzähigkeit und der Ermüdungsrisswachstumsrate ermöglichen es zu berechnen, wie lange eine rissbehaftete Struktur hält; sie sind die Grundlage schadenstoleranter Auslegung in Bereichen wie Druckgeräten, Flugzeugstrukturen und Rohrleitungen.

Methodengruppen in diesem Bereich

Statische Prüfungen
Zug, Druck, Biegung, Scherung und Torsion. Streckgrenze und Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizitätsmodul werden ermittelt.
Kerbschlagprüfungen
Charpy- und Izod-Kerbschlagbiegeversuch; das Sprödbruch-Zäh-Übergangsverhalten des Werkstoffs wird temperaturabhängig ermittelt.
Härte
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore und Mikrohärte. Wertvoll für die Tiefe der Oberflächenbehandlung und lokale Festigkeitsunterschiede.
Ermüdung
Kraft- und dehnungsgesteuerte axiale Ermüdung, Biegeermüdung; Wöhlerkurven (S-N) und Dauerfestigkeitsgrenze.
Kriechen und Spannungsrelaxation
Verhalten unter Langzeitbelastung bei hoher Temperatur; entscheidend für Werkstoffe von Kesseln, Turbinen und Druckgeräten.
Bruchmechanik
Ebene-Dehnung-Bruchzähigkeit, J-Integral, CTOD und Ermüdungsrisswachstumsrate.
Verschleiß und Reibung
Taber- und Drehtrommel-Abrasion, Reibungskoeffizientenmessungen.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Die Berechnung der Festigkeit aus der Härte ist näherungsweise; sie kann nicht als alleiniger Nachweis bei der Werkstoffabnahme verwendet werden.
Ausreichende statische Festigkeit belegt nicht die Ermüdungsfestigkeit; ein zyklisch belastetes Bauteil erfordert eine gesonderte Prüfung.
Wird die Prüfgeschwindigkeit und -temperatur nicht angegeben, ist das Ergebnis nicht vergleichbar — insbesondere bei Polymeren und Verbundwerkstoffen.
Ein Prüfkörper und das tatsächliche Bauteil liefern möglicherweise nicht denselben Wert; Formfließrichtung, Bindenähte und Unterschiede in der Oberflächenbehandlung wirken sich alle aus.
Ein für einen Verbundwerkstoff angegebener Festigkeitswert ist ohne Angabe der Probenorientierung bedeutungslos.
Die ASTM- und ISO-Gegenstücke messen dieselbe Größe, verwenden aber unterschiedliche Probengeometrien; die Ergebnisse gelten nicht als direkt gleichwertig.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Konstruktionsverifikation und Werkstoffauswahl
Wareneingangskontrolle und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der mechanischen Anforderungen der Produktnorm
Fehleranalyse, Lebensdauervorhersage und Schadenstoleranzberechnung
Verifizierung von Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen

Häufige Fragen zu Zugversuch

Werden Metall- und Kunststoffzugversuche nach demselben Standard durchgeführt?

Nein. ISO 6892-1 oder ASTM E8 wird für Metalle und ISO 527 oder ASTM D638 für Kunststoffe angewendet. Probengeometrie, Testgeschwindigkeit und Konditionierungsbedingungen unterscheiden sich.

Wie viele Exemplare werden benötigt?

Im Allgemeinen sind mindestens drei Exemplare pro Satz erforderlich. Die genaue Anzahl hängt von der angewandten Norm und der statistischen Auswertungsmethode in Ihrer Spezifikation ab.

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